如何進化 首知帶有昆蟲生長激素 中大︰助揭水母變態過程
2020-06-22

水母遍布各大海洋,有著不同特徵和形態,有些會發光、有些可「重生」,但牠們如何在成長過程中轉換形態,科學家所知不多。中大生命科學學院的研究團隊最近破解兩種亞洲水域常見水母的基因組,更首次發現,一直被認為只在昆蟲等節肢動物才有的生長激素,亦存在於水母體內,這有助科學家進一步了解水母,並可探討如何應對因大量繁殖而影響人類的方法。

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天草水母是印度太平洋海域的原生品種。(中大提供)
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俗稱海蜇的赤月水母。(中大圖片)


水母是海洋食物鏈的重要組成部分,在亞洲地區亦是餐桌佳餚。但近年因氣候變化、海洋優養化等問題致水母迅速繁殖;過多的水母除令每年有萬計游泳人士被水母的毒觸鬚刺傷外,水母群會阻塞發電站的冷卻系統及損毀捕魚設備。為了解牠們隱藏的生物學特徵,中大生命科學學院許浩霖教授領導的研究團隊,對天草水母和俗稱海蜇的赤月水母作基因組測序,當中首次發現水母亦有能夠製造「倍半萜類激素」的基因,此激素是昆蟲幼蟲調控變態的重要化學物質,如蠶蟲在結蛹後分泌出激素以調節其蛻殼行為及翅表皮的生長。許浩霖指,水母也有類似的變態過程,即由水螅形態轉為傘狀形態,今次研究發現有助了解水母的發育機制,以及生命周期內繁殖方式的變化。


與人類同擁同源異型框基因
另一個關鍵發現是,水母這類刺細胞動物與包括人類在內的兩側對稱動物,均擁有明顯的同源異型框基因組織;此基因是決定生物的身體構造,兩側對稱動物通常有三個胚層,即皮膚和神經系統(外胚層)、腸(內胚層),以及肌肉(中胚層),而刺細胞動物(如水母)則只有兩個胚層。團隊在是次研究的兩種水母,發現了同源異型框基因組織,只是當中的排序不同。這意味刺細胞動物和兩側對稱動物的共同祖先已有這些基因,只是於過去的6億年經歷不同的演化過程。


許浩霖指,水母多變的特性和生態變化十分值得研究,團隊將進一步研究牠的進化和發育機理,了解新發現的激素在刺胞動物變態及繁殖中擔當甚麼功能,並就水母大量繁殖及氣候變化所帶來的威脅,探討新的應對方法。

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